全自動製包機大省工 智慧化菇類生產開創產業新價值

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(攝影/陳彥尹)

文.圖/石信德 行政院農業委員會農業試驗所研究員兼研究室主持人
呂昀陞 行政院農業委員會農業試驗所助理研究員
周榮源 國立虎尾科技大學機械設計系教授
劉一萍 財團法人台灣經濟研究院副研究員

美味多元的菇類料理,是餐桌上常見的珍饌,目前臺灣菇類產業鮮菇類年產量約14萬公噸,產值超過新臺幣130億元,占整體蔬菜產值18%。然而,種植菇類既耗費勞力,又得面臨氣候暖化與菌種弱化的棘手考驗。該如何同時減低農業缺工壓力並抵抗天氣變化的影響,達成菇類產業升級的目標呢?行政院農業委員會(簡稱農委會)自2017年起推動智慧農業「菇類領航產業」計畫,先由農委會農業試驗所(簡稱農試所)開發人機協同作業的「省工機具」、翔元公司打造「全自動製包機設備」,再由農試所技轉蕈優生物科技農場「香菇菌種生產事業化技術套組」並發展「智農環控系統」,最後銜接至「產銷連結產消互動平臺」。一步一腳印,推動智農聯盟及物聯網配銷,共同開創菇類產業新價值。

乾香菇
臺灣菇類產業多屬內銷,為了拓展國外市場,菇類產業的整合與結盟,勢在必行。(攝影/黃毛)

借鏡國外經驗 以自動化系統減輕農民負擔

「採收、理貨、幫香菇剪腳、庫間作業……臺灣菇類產業的每個步驟都是人工作業。相比之下,日本的菇類工廠從太空包製造、栽培、清洗、分級到包裝封袋,整個流程幾乎全部自動化。」農試所菇類領航產業計畫推手石信德博士,回憶2017年赴日參訪的深刻經驗,決定先從省工機具著手,開發「太空包自動化上下架」與「鮮菇採收系統」,研發菇類液體菌種醱酵與接種系統技術,而業界已應用於種植金針菇與杏鮑菇,不但同步縮短菌種生產週期,還提升菌種活性,穩定品質與產量。

石信德認為,菇類產業除了面臨產能下降,還有勞動力短缺、土地成本高漲等問題,因此進一步發展智農場域物聯網(Internet of Things, IoT)解決方案。由農試所與國立虎尾科技大學產學合作,輔導翔元公司完成「全自動製包機」設備,將自動化、資訊技術、IoT、產線設計及機械製造等技術導入菇類生產流程,每分鐘可穩定製造26~30包太空包,可節省3~4名人工成本。

翔元公司廠長曾永村表示,全自動製包機(又名菇菌太空包製包機)所生產的太空包,適用於杏鮑菇、香菇及其他菇種。2019年翔元申請農委會「智慧農業業界參與補助計畫」,第一年以袋式香菇自動化製包設備為基礎,創新設計具備整合套袋、充填、壓實、打洞、束環、翻袋、上籃等操作的全自動化製包生產系統。

全自動化製包機的生產流程

第二年著重研製生產履歷品檢系統的功能,把過去人力需求極大的菇類產業轉型為節能、高效率、智慧化的生產模式。透過IoT的導入及大數據的應用,結合自動檢測技術,既能讓業者隨時監控菇舍狀況,也能大幅降低產品不良率,提高菇類太空包的製包品質。這臺全自動製包機為臺灣第一套國產化且已上線生產的最新設備,高效率品質獲得菇農與業者一致好評,為降低菇類產業人力成本、提高產量的一大助力。

臺灣第一台菇類智慧化全自動製包機
臺灣第一台國產化、自動化製包機,是降低人力成本、提高產量的一大功臣。

揮別「藍瘦香菇」 改善菌種發展環控栽培

網路用語「藍瘦香菇」原意是「難受想哭」,卻點出了臺灣菇農在環境變遷下的困境。農試所透過改良液態菌種配方、提升菌種活力關鍵技術、選育耐高溫品種及改善菇舍環境等,提升太空包鮮菇產量達1成以上,可有效增加菇類產能。

將生技公司的優良菌種與農試所的改良技術相結合,這般「菇類菌種栽培廠」所合作生產的單一太空包產量,可比其他業者提升約20~30公克。換算下來,1包售價預估可增漲新臺幣1.8~2.7元;1分地收益則可增加8~12萬元。目前農試所已將「香菇菌種生產事業化技術套組」製程技轉予蕈優生物科技農場(簡稱蕈優),並進行相關推廣。

此外,為了降低天候對於菇類的影響,發展菇類全環控栽培系統,亦是另一項迫切的任務,而蕈優創辦人方世文,最初為了克服種菇時的天氣問題,遠赴日本、荷蘭及法國考察菇類產業。他看見荷蘭透過空調恆控,即使下大雪也能種植洋菇,便決定捨棄傳統露天種植,利用無塵室來種菇。藉由環控設施及設備栽培,配合菇類的生長需求,打造完善溫控、加溼、二氧化碳控制、內循環和外氣交換系統的環境,並記錄環境參數感測數據資料,整合於資訊管理系統。加以分析後,可用於改善生產流程與提升效能。

坊間的無塵室用來製造晶圓,方世文的無塵室卻用於養菇。縱使電子工程出身的他沒有成為電子新貴,卻轉個彎成為農業圈裡的科技新貴。蕈優亦為智慧農業參與計畫的優良場域業者,興建了「魔菇部落」舉辦示範觀摩,帶領更多農民投入產業創新應用。

魔菇部落成果觀摩
魔菇部落舉行成果觀摩,鼓勵農民投入智慧農業的創新應用。

智農聯盟誕生 開拓全球菇蕈商機

石信德說明,菇類富含營養、低熱量,具炙手可熱的養生保健功能,「歐美平均每人每年吃6.5公斤的菇,臺灣卻只有3公斤多。」由於臺灣菇類產業多屬內銷,有明顯淡旺季之別,故需拓展國外市場。觀察全球化產業競爭情況,穩定供貨、品質一致是成功關鍵,菇類產業的整合與結盟,勢在必行,而蕈優已邁開腳步聯合業者凝聚產業共識,推動智農聯盟一起打進國際市場。2020年12月,在智慧農業綱要計畫執行團隊成員的推動與見證下,包括農試所、工業技術研究院、台經院等單位的參與,菇類智慧聯盟跨域科技合作正式展開。期盼透過聯盟串聯跨域科技,整合智慧農業服務業及菇農,帶領臺灣菇類產業躍升國際。

聯盟籌組橫跨四大領域:在栽培面,北山生技有限公司是臺灣第一家引進日本鴻喜菇品種的環控養菇場,10多年前接受日本技術指導種植鴻喜菇,是聯盟裡智慧菇類栽培的代表;在設施面,經典環境能源科技有限公司負責菇類場域設施的整廠設計,引領聯盟奠定臺灣在地硬體設備的基礎;在元件面,全球驗證科技有限公司是聯盟裡農業物聯網的代表,可建置菇類生產監測、科學種植等大數據收集的基礎建設,打造智慧養菇整合應用的場域;在系統面,基律科技智財有限公司,負責整合農業SI系統,涵蓋後端資料庫及上傳雲端等技術,促進現代化養菇轉型。四家業者組成合作聯盟,共同促進菇類產業規格化、機能化、國際化,提升農企業經營規模與效能。

有鑑於臺灣菇類產業生產技術與研發已有一定成果,為了促進聯盟業者互助互利,農試所進一步規畫智農聯盟的運作雛型,期能引導整合生產者共同擘劃運作藍圖,在國際占有一席之地,成功達到整廠輸出的目標。

打造菇類智慧供應鏈 邁向永續發展

菇蕈類是政府推動智慧農業重點拔尖產業之一,菇類領航產業團隊從2017年至今,總共促成業界10件、總金額超過5億元的投資。5年來的努力,既促進菇業全環控智慧生產,提供消費者安心的溯源產品,亦加強生產自動化並導入新栽培技術。以蕈優的菇蕈結果為例,育成良率超過99%,不僅提高了菇蕈生產良率、降低成本,也節省工時、改善缺工問題,更使農民收益增加。透過整合自動化搬運及採收作業模式,串接生產排程及訂單管理決策系統,優化產品規格與品質,提升國際競爭力。

臺灣菇類產業在產官學研合力推動智慧化後,逐漸從勞力密集邁向資本密集,未來將透過智慧農業綱要計畫的持續挹注,進行產業國際布局及擴散服務;藉由智農聯盟所打造的菇類智慧供應鏈,組國家隊打世界盃,不論是搶攻菇類產品外銷商機,或是整廠輸出,臺灣菇類產業正在升級,期望在這波全球農業智慧化浪潮中大步走向國際,達到永續發展目標。

走菌太空包
全自動化製包機所生產的太空包與杏鮑菇出菇照片。(圖片來源/智慧農業官網)

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